[发明专利]无功功率高精度静止补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无功功率补偿方法，尤其是涉及一种无功功率高精度静止补偿方法。

背景技术

在配电网中，电力发电机所发的无功功率和输电线的功率常常不足以满足网中大量的电机、变压器、电抗器、荧光灯等感性负载的无功需求以及系统中无功的损耗，因而往往造成电网功率因数下降、电网系统利用率降低。为了减少有功损失和电压降落、减少电力输送中的损耗，更为了电网的安全、经济、高效地运行，提高电力输送的容量和质量，通常都要进行就近的无功功率补偿或者调节。目前广泛采用通过投切并联电容器（组）的方式进行无功补偿，其原理是先通过监测线路电压与电流，计算功率因数；如果功率因数滞后则投入电容，如果功率因数超前则切除电容。

从综合系统建设成本、运营管理成本及运行性能的角度考虑，无功功率补偿技术的发展趋势是在兼顾成本的基础上，运行更可靠，无功功率调节更迅速、平滑、准确，补偿更灵活、高效、快速、合理。

发明内容

本发明的目的，即在于提供一种性价比较高的无功功率高精度静止补偿方法。

本发明无功功率高精度静止补偿方法同样是通过投切并联电容器（组）的方式进行无功补偿，其特别之处在于具体包括采用了如下方法及步骤：

S1.对接入母线上的负载侧电压、电流信号进行采样；

S2.计算出负载侧功率因数和无功功率缺额，推算出无功功率目标补偿量；

S3.根据该无功功率目标补偿量，再以下述的方法步骤选择投切相应的电容补偿电路：

（1）当配电网络无功功率欠补时，先投入Ⅰ型补偿电路；如仍欠补，则再投入Ⅱ型补偿电路；

当配电网络无功功率过补时，先切Ⅰ型补偿电路；如仍过补，则再切Ⅱ型补偿电路；

所述Ⅰ型补偿电路与Ⅱ型补偿电路，分别包括有一个由晶闸管开关与补偿电容器串联而得的电路，或包括有若干个相互并联的由晶闸管开关与补偿电容器串联而得的电路；但所述Ⅱ型补偿电路的补偿容量是所述Ⅰ型补偿电路的1.5-2.5倍；或者，所述晶闸管开关也可以采用复合开关替代；

（2）当无功功率欠补额或过补额小于所述Ⅰ型补偿电路的最小补偿量时，再通过调节无级补偿电路，直到配电网络的功率因数或无功功率缺额进入设定值范围内为止；

所述无级补偿电路，包括有补偿变压器、移相电路；所述补偿变压器的次级绕组可移除地串接于接入母线与所述Ⅰ、Ⅱ型补偿电路之间；补偿变压器的初级绕组接至所述移相电路的输出端；相应的无级补偿调节方法为：所述无级补偿电路先结合检测到的接入母线电压、电流和Ⅰ、Ⅱ型补偿电路投切的信息，以母线电压相位作为参考相位，根据无功功率目标补偿值计算出补偿变压器次级绕组两端的目标电压相位及其相位调整值；然后调整所述移相电路输出电压的相位，使所述补偿变压器次级绕组感应的电压与接入母线电压相量叠加后在补偿电容器上获得所需的目标电压，同时产生所需的无功功率补偿量。

上述方案中，所述调整移相电路输出电压相位的方法可由本领域技术人员根据现有技术及在公知常识的基础上，综合考虑设计运营成本、个人喜好等后自行选用，例如用变频器改造而得，也可以采用如下方案：对所述移相电路的输入电源进行整流，然后进行脉宽调制移相逆变及高频变压、滤波后输出与母线同频的正弦波移相电压，其移相值取为前述算出的补偿变压器次级绕组两端的相位调整值。

根据本领域基础常识，上述无功功率高精度静止补偿方法所述Ⅰ、Ⅱ型补偿电路中所用的各补偿电容器，可以是独立电容，也可以是电容器组；采用电容器组时，所述电容器组采用Δ或Y连接皆可。

由上，该无功功率高精度静止补偿方法通过在不同情形下选择采用不同途径投切补偿容量或方式不同的电容补偿电路，充分发挥了补偿电路及元器件各自的特长，在系统投入成本尽可能降低的情形下实现了无功功率的快速补偿，具有无功功率调节比较平滑、补偿精度极高的优点，同时，运营维护成本较低、系统可靠性耐用性好。本发明无功功率高精度静止补偿方法在生产实际中的应用也证实了本发明技术方案性价比极高：与现有技术相比，采用了本发明方案进行无功功率补偿，可在较低成本的基础上实现无功功率的高精度补偿（功率因数可达到0.99以上），补偿跟随强、系统工作可靠性高，运行维护成本明显较低，极适宜在配电网中推广使用。

附图说明

图1是本发明无功功率高精度静止补偿方法的一个实施例的电路原理框图。

图2是本发明无功功率高精度静止补偿方法使用的移相电路的一个实施例的电路原理框图。

具体实施方式